Eltrons com massa negativa so detectados experimentalmente pela primeira vez

amazon celulares maior Vision Art NEWS


Energia

Redação do Site Inovação Tecnológica – 24/09/2021

El

Ilustrao da massa negativa baseada em uma bola caindo em um recipiente com gua: A queda de uma bola convencional retardada pela gua; uma bola com massa negativa, por outro lado, seria acelerada pela resistncia ao atrito.
[Imagem: Felix Hofmann]

Eltrons com massa negativa

Fsicos alemes conseguiram flagrar eltrons com massa negativa.

O conceito de massa negativa muito estranho para quem estudou na escola a mecnica newtoniana, que descreve o movimento com a conhecida equao Fora = Massa * Acelerao, ou F = m * a: Se uma fora atua sobre um objeto, o objeto acelerado.

Contudo, se voc tentar empurrar para longe de voc um objeto com massa negativa, em vez de se distanciar, ele se aproximar de voc. Da mesma forma, uma bola de massa negativa caindo na gua no seria desacelerada pelo atrito, mas afundaria cada vez mais rpido.

A matria comum que conhecemos, com sua massa positiva, basicamente composta por trs partculas elementares: Os ncleos atmicos, com prtons e nutrons pesados, e os eltrons, muitssimo mais leves. Assim, o peso de um corpo determinado basicamente pelos ncleos atmicos.

Enquanto a massa dos ncleos uma quantidade fixa, a massa efetiva dos eltrons determinada pela composio do material em que se movem. E a massa dos eltrons tem grande interesse porque ela afeta diretamente as propriedades eletrnicas de todos os materiais.

Quando um eltron se move atravs de um material, ele colide frequentemente com ncleos e com outros eltrons. No caso tradicional da massa positiva essas colises causam uma desacelerao. Um eltron com massa negativa, por outro lado, tambm perde energia, mas acelerado com isso.

El

Os eltrons com massa negativa “aceleram” os ftons, dando-lhes energia para passarem de vermelho para azul.
[Imagem: Felix Hofmann]

Massa negativa fornecendo energia

Agora, Kai-Qiang Lin e seus colegas da Universidade de Regensburg, na Alemanha, conseguiram observar esse efeito de forma experimental pela primeira vez.

Lin usou um material semicondutor monoatmico – uma nica folha de disseleneto de tungstnio (WSe2) – sobre o qual ele disparou um laser, o que faz o cristal brilhar: Os eltrons absorvem a energia do laser e a emitem novamente na cor caracterstica do material, o vermelho, cor que corresponde energia fundamental de um eltron no semicondutor.

Assim como a gua sempre flui morro abaixo, seria de se esperar que eltrons com energia mais alta sempre tendessem para essa energia fundamental mais baixa, fazendo o semicondutor sempre brilhar em vermelho. Mas no foi isto o que aconteceu: Alm do vermelho, o cristal emitiu um suave brilho azul, o que um efeito extraordinrio porque a luz vermelha, de energia mais baixa, estava sendo convertida em luz azul, de energia mais alta.

Observando em detalhes a distribuio de cores e o brilho dessa luz azul, ou seja, o espectro ptico, a equipe concluiu que o brilho azul surge de eltrons com massa negativa. Esta descoberta experimental inesperada foi ento substanciada com clculos de mecnica quntica detalhados da estrutura eletrnica do cristal semicondutor, comprovando o fenmeno da massa negativa dos eltrons.

A equipe j listou uma srie de aplicaes possveis para os eltrons com massa negativa. Por exemplo, na criao de computadores super rpidos, onde os eltrons se movem quase sem resistncia, e no interfaceamento entre componentes eletrnicos e pticos.

Bibliografia:

Artigo: Narrow-band high-lying excitons with negative-mass electrons in monolayer WSe2
Autores: Kai-Qiang Lin, Chin Shen Ong, Sebastian Bange, Paulo E. Faria Junior, Bo Peng, Jonas D. Ziegler, Jonas Zipfel, Christian Buml, Nicola Paradiso, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Christoph Strunk, Bartomeu Monserrat, Jaroslav Fabian, Alexey Chernikov, Diana Y. Qiu, Steven G. Louie, John M. Lupton
Revista: Nature Communications
Vol.: 12, Article number: 5500
DOI: 10.1038/s41467-021-25499-2

Seguir Site Inovação Tecnológica no Google Notícias

Outras notcias sobre:

Mais tópicos

Fonte: Acesse Aqui o Link da Matéria Original

amazon computadores Vision Art NEWS

Deixe um comentário

Este site usa cookies para que você tenha a melhor experiência do usuário. Se continuar a navegar, dará o seu consentimento para a aceitação dos referidos cookies e da nossa política de cookies , clique no link para obter mais informações. CONFIRA AQUI

ACEITAR
Aviso de cookies
Translate »
%d blogueiros gostam disto: